AC / DC Aufladen

Das Wichtigste für jedes Fahrzeug ist der Antrieb und der Kraftstoff. Bei Elektroautos ist es elektrischer Strom, die meisten Fragen beziehen sich auf die Art der Aufladung. Gleichzeitig gibt es in diesem Bereich viele Mythen und Unklarheiten, die wir in diesem Artikel erläutern werden. Welche Arten von Ladestationen gibt es? Was ist der Unterschied zwischen ihnen? Wie schnell lädt sich das Elektroauto auf?

Strom

Erstmal etwas notwendige Theorie. Es gibt 2 Arten von Strom:

  • Wechselstrom (auf Englisch Alternating Current - AC)
  • Gleichstrom (auf Englisch Direct Current - DC)

Der Wechselstrom wird durch elektrische Leitungen übertragen. In einer üblichen Steckdose in den meisten Teilen der Welt gibt es 230 V des Wechselstromes mit 50 Hz. Der Strom wird als Wechselstrom in das Stromnetz eingespeist und in dieser Form ist es möglich, ihn mit geringen Verlusten über große Entfernungen zu übertragen.

Electricaly conducted

Elektrische Leitung (Hochspannungsleitung). Author: Bruce Guenter (Lizenz CC BY 2.0)

Die meisten modernen Elektrogeräte bestehen aus integrierten Schaltungen und Batterien, die für ihren Betrieb Gleichstrom benötigen. Dort wird die Energie dank chemischer Energie gespeichert, die während der Entladung nur in eine Richtung führt.

Daher kann ein batterieabhängiges Gerät nur mit einem Ladegerät mit Netzteil aufgeladen werden, das Wechselstrom von einer Haushaltssteckdose in Gleichstrom umwandelt. Ein typisches Beispiel für ein solches Gerät, das Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt, ist ein Laptop- oder ein Handy-Ladegerät. Das gleiche System wird für ein Elektroauto benötigt.Charger


Ladegerät. Author: Kelley Ford. (Lizenz CC0 1.0)

Aufladen AC

Beim Laden eines Elektroautos mit Wechselstrom wird das in jedes Auto integrierte Bordsystem (auch Bordladegerät genannt) verwendet, das für die Umwandlung des Stroms aus der Steckdose in Batteriestrom sorgt. Es empfängt daher Wechselstrom und wandelt ihn in Gleichstrom um, der an die Autobatterie weitergeleitet wird.

Der Schlüsselparameter bei der Auswahl eines Elektroautos ist daher die Leistung des integrierten Ladegeräts, da die Ladegeschwindigkeit des Fahrzeugs davon abhängt, wie schnell dieses Bordladegerät Wechselstrom empfangen kann und wie viele Phasen es verwenden kann. Hier erfahren Sie mehr über Bordladegeräte

AC Ladestation

Beim Laden mit Wechselstromstationen wird das Netz an das Bordladegerät angeschlossen, durch das der gesamte Strom fließt.

Das AC Ladegerät sendet in angemessener Menge Wechselstrom an das Bordladegerät. Das Bordladegerät wandelt dann Wechselstrom in Gleichstrom um und leitet ihn an die Autobatterie. Die Hauptfunktion der AC-Station besteht darin, die notwendige Kommunikation mit dem Fahrzeugsteuerungssystem zu vermitteln und die Sicherheit des Fahrzeugs und des Fahrers zu gewährleisten. Darüber hinaus teilt das Ladegerät dem Fahrzeug mit, welchen maximalen Strom es zu diesem Zeitpunkt abnehmen kann. Je nachdem, wie stark das Stromnetz ausgelastet ist. Die AC Ladestation regelt somit die Stromabnahme des Fahrzeugs gemäß den aktuellen Möglichkeiten des Hauses oder der Abnahmestelle, so dass das Netzwerk nicht überlastet wird.

Der Hauptvorteil von Wechselstromstationen besteht darin, dass sie erschwinglich sind. Sie sind 7x-10x billiger als DC Ladestationen bei gleicher Leistung. Der andere Vorteil ist, dass sie aufgrund ihres niedrigeren Preises viel weiter verbreitet sind. Gleichzeitig sind sie deutlich kleiner und die Installation ist einfacher, schneller und günstiger. Dank ihrer Eigenschaften eignen sich die AC Ladestation für die Installation zu Hause und zum Nachtladen.

Evecube AC charging

EVECUBE AC Hausladestation. Autor: EVEXPERT

Evecube charging station

EVECUBE AC charging station. Author: EVEXPERT

Wo sich die öffentlichen AC Ladestationen befinden, finden Sie hier. Ihr Nachteil ist es, dass sie langsamer sind. Die Technologie verbessert sich jedoch immer und heute kann die AC Ladestation bis zu 22 kWh Ladeleistung liefern. Wenn die Batterie des Elektroautos eine Kapazität von 21 kWh hat, kann sie in etwa einer Stunde vollständig aufgeladen werden.

Wenn das Elektroauto nur mit einem Bordladegerät mit 3,7 kW ausgestattet ist, bedeutet dies, dass das Bordladegerät nicht mehr als 3,7 kW pro Stunde aufnehmen kann. Wenn Sie in diesem Fall Ihr Elektroauto mit einer höheren Geschwindigkeit aufladen müssen, bleibt nichts anderes übrig, als es mit einer AC Ladestation aufzuladen.

DC Laden

Das Gleichstromladen erfolgt über eine Gleichstromladestation, die Wechselstrom (AC) in Gleichstrom (DC) umwandeln kann, dann das Bordladegerät des Elektroautos "umgeht" und diesen Gleichstrom durch das Batteriemanagementsystem (Battery Management System - BMS) direkt in die Batterie, genau nach dem Ladesteuerungssystem des Fahrzeugs, leitet.

Das Laden ist daher nicht durch die Leistung des Bordladegeräts begrenzt und ist viel schneller.

Scheme of electromobil

AC Laden vs DC Laden. Quelle: https://wallbox.com/en_nl/faqs-difference-ac-dc

DC Ladestation

DC Ladestationen sind technologisch viel komplexer und deutlich teurer als AC Ladestationen. Sie erfordern eine leistungsstarke Abnahmestelle. Darüber hinaus muss die DC Ladestation fähig sein, mit dem Auto anstelle des Bordladegeräts zu kommunizieren, um die Ausgangsleistungsparameter an den Zustand und die Leistungsfähigkeit der Batterie anpassen zu können.

Vor allem aufgrund des Preises und der technologischen Komplexität gibt es deutlich weniger davon als AC Ladestationen. Gegenwärtig liegt ihre Anzahl in der Größenordnung von Hunderten und sie befinden sich an den Hauptverkehrsstraßen.

Die Standardleistung von DC Ladestationen beträgt 50 kW, d. h. mehr als das Doppelte der AC Ladestationen. Bei ultraschnellen Ladestationen sind es bis zu 150 kW, und Tesla hat superschnelle Ladestationen mit einer Leistung von 250 kW entwickelt.

Tesla super charger

Tesla Ladestation. Autor: Open Grid Scheduler (Lizenz CC0 1.0)

Für Batterien ist das langsame Laden mit Wechselstromstationen jedoch schonender. Die ideale Strategie besteht darin, die Wechselstromstation zu Hause benutzen und die Gleichstromstation nur bei langen Strecken.

Zusammenfassung

Dank der Tatsache, dass wir zwei Arten von Strom haben (Wechselstrom und Gleichstrom), ist es beim Laden des Elektroautos erforderlich, den Wechselstrom aus der Steckdose in Gleichstrom für Batterien umzuwandeln. Es ist möglich, eine AC Ladestation zum Laden zu verwenden, bei der das integrierte Bordladegerät die Umwandlung übernimmt. Diese Möglichkeit ist langsamer, jedoch billiger und schonender. Wechselstromladegeräte haben eine Leistung von bis zu 22 kW und die für die volle Spannung erforderliche Zeit hängt dann nur vom Kabel, der Leistung des Bordladegeräts und der Kapazität des Akkus ab.

Es ist auch möglich, Gleichstromstationen zu verwenden, bei denen das Laden teurer ist, dies jedoch innerhalb von wenigen Minuten erfolgt. In der Regel beträgt die Leistung 50 kW. Es wird jedoch erwartet, dass sie in Zukunft zunimmt. Zum schnellen Laden beträgt die Leistung normalerweise 150 kW. Sie befinden sich an den Hauptverkehrstrecken und sollten nur für längere Fahrten verwendet werden.

Um die Situation noch etwas komplizierter zu machen, gibt es verschiedene Arten von Ladeanschlüssen, von denen wir hier einen Überblick geben. Die Situation entwickelt sich jedoch weiter und es entstehen internationale Standards und Adapter. In Zukunft wird dies kein größeres Problem sein, nur sowas wie verschiedene Arten von Steckdosen auf der Welt.

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